Випуски $\rightarrow$ Том 25, випуск 1 (2024)

Зварювання тиском через шар вуглеводневої речовини: електромагнетні явища в процесі утворення дифузійного з’єднання

ЖАРТОВСЬКИЙ О.В.$^{1}$, ЛАРІЧКІН О.В.$^{2}$

$^1$Донбаська державна машинобудівна академія, вул. Академічна, 72, 34313 Краматорськ, Донецька обл., Україна
$^2$ПрАТ «Новокраматорський машинобудівний завод», вул. Олекси Тихого, 5, 84305 Краматорськ, Донецька обл., Україна

Отримано 06.02.2022, остаточна версія 13.02.2024 Завантажити PDF logo PDF

Анотація
Оглянуто та проаналізовано літературні дані стосовно експериментальних досліджень щодо впливу електромагнетних явищ на дифузійні процеси. На основі наукових фактів, викладених у міждисциплінарних експериментальних дослідженнях, запропоновано гіпотезу, яка стосується впливу електромагнетних явищ у процесі утворення дифузійного з’єднання під час зварювання тиском через шар вуглеводневої речовини. У стику, що зварюється, в початковий момент пропускання струму відбувається виділення енергії через вибух у точках контакту. Під час пропускання імпульсного електричного струму через продукти піролізи в мікрооб’ємах між з’єднувальними поверхнями вони також руйнуються. Утворюються йонізовані частинки. Через пінч-ефект вони переміщаються до центру зварювального стику. Там утворюється капсула з йонізованими вуглецевими частинками. У капсулі, розташованій в середині стику, відбувається Кулонів вибух. Багаторазові впливи на з’єднувальні поверхні мікровибухів у мікрооб’ємах між поверхнями та завершальний Кулонів вибух капсули створюють виділення великої кількости магнетних монополів. Це може бути визначальним і синергетичним чинником серед інших під час утворення зварного з’єднання. Це уможливлює пояснення малого часу, необхідного для зварювання та малої деформації зони формування шва.

Ключові слова: зварювання тиском, вуглеводневі речовини, електричний вибух, електричний струм, дифузія.

DOI: https://doi.org/10.15407/ufm.25.01.114

Citation: O.V. Jartovsky and O.V. Larichkin, Pressure Welding through a Layer of Hydrocarbon Material: Electromagnetic Phenomena during the Diffusion Bonding Formation, Progress in Physics of Metals, 25, No. 1: 114–131 (2024)

Цитована література   
  1. N.F. Kazakov, Diffuzionnaya Svarka Materialov [Diffusion Welding of Materials] (Moskva: Mashinostroenie: 1976).
  2. M.L. Finkelshtein, Sposob Diffuzionnoy Svarki v Zashchitnoy Srede [Method of Diffusion Welding in Shielded Medium], Avtorskoe Svidetelstvo SSSR, No. 236223, Bul. 7 (1977) (in Russian).
  3. M.L. Finkelshtein, Sposob Diffuzionnoy Svarki [Method of Diffusion Welding], Avtorskoe Svidetelstvo SSSR, No. 244865, Bul. 21 (1976) (in Russian).
  4. N.F. Kazakov, A.V. Krivoshey, and E.G. Sudenkov, Sposob Diffuzionnoy Svarki Materialov v Gazoobraznykh Sredakh [Method of Diffusion Welding of Materials in a Gaseous Media], Avtorskoe svidettelstvo SSSR, No. 172606, Bul. 13 (1965) (in Russian).
  5. V.V. Gubarev, Yu.V. Kazakov, and M.L. Finkelshtein, Svarochnoe Proizvodstvo, No. 7: 49 (1976) (in Russian).
  6. S.P. Kocharmin, A.P. Semenov, and N.V. Guzev, Tezisy Dokladov XI Vsesoyuznoy Nauchnoy Konferentsii ‘Diffuzionnoe Soedinenie Metallicheskikh i Nemetallicheskikh Materialov (Moskva: 1984), Ch. 2, p. 49 (in Russian).
  7. O.V. Jartovsky and O.V. Larichkin, Prog. Phys. Met., 22, No. 3: 440 (2021). https://doi.org/10.15407/ufm.22.03.440
  8. N.B. Demkin, Kontaktirovanie Sherokhovatykh Poverkhnostey (Moskva: Nauka: 1970) (in Russian).
  9. A.E. Borisevich and S.L. Cherkas, Zh. Tekh. Fiz., 82, No. 10: 58 (2012) (in Russian).
  10. V.A. Morozov and S.S. Shipilov, Vestnik SPbGU, 1, No. 1: 96 (2012) (in Russian).
  11. M.I. Lerner and V.V. Shamanskiy, Zh. Strukt. Khim., 45: 112 (2004) (in Russian).
  12. A.V. Jartovsky, V. Manevich, and I. Lapsker, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 43, No. 9: 1195 (2021) (in Ukrainian). https://doi.org/10.15407/mfint.43.09.1195
  13. A.A. Rukhadze, L.I. Urutskoev, and D.V. Filippov, Kratkie Soobshcheniya po Fizike FIAN, No 4: 39 (2004) (in Russian).
  14. I.V. Kurchatov, Usp. Fiz. Nauk, LIX, 4: 603 (1956) (in Russian).
  15. A.G. Volkovich, A.P. Govorun, A.A. Gulyaev, S.V. Zhukov, V.L. Kuznetsov, A.A. Rukhadze, A.V. Steblevskiy, and L.I. Urutskoev, Kratkie Soobshcheniya po Fizike FIAN, No. 8: 45(2002) (in Russian).
  16. T.K. Ibraimov, N.A. Erkinbaeva, Y. Tashpolotov, and E. Sadykov, Vestnik Oshskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Matematika, Fizika, Tekhnika, No. 1: 144 (2021) (in Russian).
  17. N.G. Ivoylov and L.I. Urutskoev, Prikladnaya Fizika, No. 5: 20 (2004) (in Russian).
  18. A.V. Vachaev and N.I. Ivanov, Ehnergetika i Tekhnologiya Strukturnykh Perekhodov: Uchebnoye Posobie (Magnitogorsk: MGMA: 1994) (in Russian).
  19. N.G. Ivoylov, M.M. Bikchantaev, O.A. Strebkov, Yu.E. Khalabuda, A.Kh. Gilmutdinov, A.V. Voloshin, and A.V. Protasov, Uchenye Zapiski Kazanskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Fiziko-Matematicheskie Nauki, 151, No. 3: 52 (2009) (in Russian).
  20. L.I. Urutskoev and D.V. Filippov, Prikladnaya Fizika, No. 2: 30 (2004) (in Russian).
  21. G. Lochak, Prikladnaya Fizika, No. 3: 10 (2003) (in Russian).
  22. A.S. Agapov, A.V. Malyshev, V.A. Kalenskiy, Ch.B. Kaytukov, L.I. Urutskoev, D.V. Filippov, R.V. Ryabova, and A.V. Steblevskiy, Prikladnaya Fizika, No. 1: 37 (2007) (in Russian).
  23. L.I. Urutskoev, V.I. Niksonov, and V.G. Tsinoyev, Prikladnaya Fizika, No. 4: 83 (2000) (in Russian).
  24. L.I. Urutskoev and D.V. Filippov, Prikladnaya Fizika, No. 2: 30 (2004) (in Russian).
  25. L.I. Urutskoev, V.I. Liksonov, and V.G. Tsinoev, Zh. Radioelektroniki, No. 3: 20 (2000).
  26. Ya.B. Zeldovich and S.S. Gershtein, Usp. Fiz. Nauk, LXXI, 4: 581 (1960).
  27. S.V. Adamenko, Preprint LEI ‘PROTON-21’ (Kiev: 2004).
  28. S.V. Adamenko and A.S. Adamenko, Symp. New Projects and Lines of Research in Nuclear Physics (24–26 October 2002, Messina, Italy), p. 33.
  29. S.V. Adamenko, VIII Int. Conf. Nucleus–Nucleus Collisions (17–21 June 2003, Moskva), p. 237.
  30. V.V. Komarov, A.M. Popova, I.O. Stureyko, L. Shmidt, and X. Yungklas, VMU. Seriya 3. Fizika, Astronomiya, No. 1: 3 (2013) (in Russian).
  31. P. Szroeder, I.Yu. Sagalianov, T.M. Radchenko, V.A. Tatarenko, Yu.I. Prylutskyy, and W. Strupiński, Appl. Surf. Sci., 442: 185 (2018). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.02.150
  32. P. Szroeder, I. Sahalianov, T. Radchenko, V. Tatarenko, and Yu. Prylutskyy, Optical Mater., 96: 109284 (2019). https://doi.org/10.1016/j.optmat.2019.109284
  33. A.G. Solomenko, R.M. Balabai, T.M. Radchenko, and V.A. Tatarenko, Prog. Phys. Met., 23, No. 2: 147 (2022). https://doi.org/10.15407/ufm.23.02.147
  34. T.M. Radchenko, V.A. Tatarenko, and G. Cuniberti, Mater. Today: Proc., 35, Pt. 4: 523 (2021). https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.10.014
  35. I.Yu. Sagalianov, T.M. Radchenko, V.A. Tatarenko, and G. Cuniberti, EPL, 132: 48002 (2020). https://doi.org/10.1209/0295-5075/132/48002
  36. T.M. Radchenko, I.Yu. Sahalianov, V.A. Tatarenko, Yu.I. Prylutskyy, P. Szroeder, M. Kempiński, and W. Kempiński, Springer Proceedings in Physics: Nanooptics, Nanophotonics, Nanostructures, and Their Applications (Eds. O. Fesenko and L. Yatsenko) (Cham, Switzerland: Springer: 2018), vol. 210, Ch. 3, p. 25. https://doi.org/10.1007/978-3-319-91083-3_3
  37. D.M.A. Mackenzie, M. Galbiati, X.D. de Cerio, I.Y. Sahalianov, T.M. Radchenko, J. Sun, D. Peña, L. Gammelgaard, B.S. Jessen, J.D. Thomsen, P. Bøggild, A. Garcia-Lekue, L. Camilli, and J.M. Caridad, 2D Materials, 8, No. 4: 045035 (2021). https://doi.org/10.1088/2053-1583/ac28ab
  38. S.P. Repetsky, E.G. Len, and V.V. Lizunov, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 28, No. 8: 989 (2006).
  39. S.P. Repetsky, T.S. Len, and V.V. Lizunov, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 28, No. 9: 1143 (2006).
  40. S.V. Lizunova, V.B. Molodkin, B.V. Sheludchenko, and V.V. Lizunov, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 35, No. 11: 1585 (2013).
  41. E.G. Len, I.M. Melnyk, S.P. Repetsky, V.V. Lizunov, and V.A. Tatarenko, Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 42, No. 1: 47 (2011). https://doi.org/10.1002/mawe.201100729
  42. P. Prysyazhnyuk and D. Di Tommaso, Mater. Adv., 4, No. 17: 3822 (2023). https://doi.org/10.1039/d3ma00313b
  43. V.B. Molodkin, S.I. Olikhovskii, S.V. Dmitriev, A.I. Nizkova, and V.V. Lizunov, Acta Crystallographica Section A: Foundations and Advances, 76: 45 (2020). https://doi.org/10.1107/S2053273319014281
  44. V.B. Molodkin, S.I. Olikhovskii, S.V. Dmitriev, and V.V. Lizunov, Acta Crystallographica Section A: Foundations and Advances, 77: 433 (2021). https://doi.org/10.1107/S2053273321005775
  45. V.V. Lizunov, I.M. Zabolotnyy, Ya.V. Vasylyk, I.E. Golentus, and M.V. Ushakov, Prog. Phys. Met., 20, No. 1: 75 (2019). https://doi.org/10.15407/ufm.20.01.075
  46. O.S. Skakunova, S.I. Olikhovskii, T.M. Radchenko, S.V. Lizunova, T.P. Vladimirova, and V.V. Lizunov, Sci. Rep., 13: 15950 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-43269-6

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України,